Расчет дроссельной характеристики

Для расчета дроссельной характеристики ТВаД на заданной барометрической высоте полёта (т.е. при значениях и , соответствующих стандартным для этой высоты) необходимо сначала по программе управления двигателя по высоте полёта определить значение максимальной частоты вращения ротора двигателя на данной высоте.Затем следует задаться значением (на 5 … 10% более низким, чем ).Расчеты удобно вести по таблице типа таблицы 3.5. В первом столбце записать , а во втором – значение , на 5 … 10% более низкое, чем .

Далее необходимо определить соответствующие этим частотам вращения значения .

Затем следует по характеристикам газогенератора определить значения и , а также и для каждого из этих .

С использованием этих данных вычисляются:

а) и соответственно ;

б) ;

в) температура газа на вход в свободную турбину ;

г) относительное значение параметра

д) относительное значение мощностного КПД свободной турбины

(по рис. 3.15) и соответственно .

Рис. 3.15. Типовая характеристика свободной турбины

Определив таким образом КПД свободной турбины (при данной частоте вращения ГГ), следует далее вычислить:

1) работу свободной турбины ;

2) расход воздуха через двигатель , где ;

3) мощность двигателя , кВт, где относительный расход газа через свободную турбину был определен в термодинамическом расчете;

Т а б л и ц а 3.5

Расчет дроссельной характеристики ТВаД на Н = км

____ К; ____К; _______Па; _____.

	(по характеристике ГГ)
	(по характеристике ГГ)
	(по характеристике ГГ)
	(по характеристике ГГ)
	(по характеристике ГГ)
	(по рис. 3.15)
	,
	, кг/с
	/1000, кВт
	, кг/ч
	, кг/(кВт∙ч)

4) часовой расход топлива ;

5) удельный расход топлива .

В данной курсовой работе студент должен рассчитать вручную только одну точку на дроссельной характеристике двигателя для одной высоты полёта (рекомендуется для высоты Н = 0) при относительной частоте вращения на 5 … 10% ниже максимальной для данной высоты.

Четвертое обращение к программе расчета на ЭВМ (этап 4)

Для расчета эксплуатационных характеристик ТВаД следует в диалоговом окне программы на ЭВМ открыть этап «Расчет эксплуатационных характеристик». В появившемся следующем диалоговом окне ввести (или подтвердить) значения всех перечисленных в нем ограничиваемых параметров. Далее в появившемся следующем диалоговом окне ввести полученные ручным расчетом значения высоты, для которой рассчитывалась точка дроссельной характеристики, частоты вращения турбокомпрессора, а также полученные значения N _e, C _e и Т* _г.

По этим данным ЭВМ произведёт полный (по указанию пользователя) расчет высотной, дроссельных и климатических характеристик данного двигателя и выдаст результаты в виде текстового файла и графиков.

Все эти результаты необходимо сохранить в ранее созданной папке для хранения результатов расчетов.

На распечатке файла с климатической характеристикой двигателя необходимо нанести линии эксплуатационных ограничений с соответствующими надписями (подобно отштрихованным линиям на рис. 3.14).

Анализ результатов работы и выводы

Работа завершается анализом её результатов и выводами, в которые рекомендуется включить следующее.

А). По термодинамическому расчету и определению формы и размеров элементов проточной части двигателя.

1. Оптимальное (по ) и выбранное значения .

2. Выбранный тип и способ регулирования компрессора.

3. Потребное для получения заданной мощности значение расхода воздуха и значение удельного расхода топлива двигателя на расчетном режиме.

5. Диаметр входа в компрессор и диаметр наибольшего из всех каскадов турбины. Принятая окружная скорость лопаток компрессора и потребное число ступеней в компрессоре и турбине.

Б). По формированию программы управления двигателя на максимальном режиме.

1. Диапазоны температур , в которых возникают те или иные ограничения максимальных режимов работы двигателя с учетом ограничения по мощности свободной турбины (на данной высоте).

2. Как и в каком диапазоне температур изменяются значения согласно программе управления по и как при этом изменяются .

3. То же по программе управления двигателя по высоте.

В). По характеристикам двигателя.

1. Как и почему изменяется удельный расход топлива ТВаД при снижении ?

2. Как и почему изменяются и при изменении высоты полета?

Примерное содержание отчета по курсовой работе

Отчет представляется в виде переплетенного или прошитого комплекта листов формата А4 (включая листы, напечатанные на принтере) и должен содержать следующие материалы.

а). Титульный лист и задание на курсовую работу.

б). Термодинамический расчет двигателя.

1. Таблицу типа таблицы 3.2 по выбору (с результатами расчета), построенный по ней вручную на миллиметровке или с помощью ЭВМграфик зависимости и от (типа рис. 3.2) и основанный на нём вывод о принимаемом расчетном значении .

2. Обоснование выбора типа и числа каскадов компрессора.

3. Расчет (на отдельных листах) параметров воздуха или газа в сечениях тракта двигателя и параметров его элементов (компрессора и турбины) на расчетном режиме, включая расчет потребного (для получения заданной мощности) расхода воздуха через двигатель и соответственно площади входа в компрессор.

4. Распечатки (на принтере) таблицы результатов термодинамического расчета двигателя на ЭВМ, графиков характеристик компрессора и формы проточной части двигателя.

в) Расчет характеристик газогенератора.

1. Заполненная таблица типа таблицы 3.4и построенный по полученным результатам график типа рис. 3.7, отражающие определение положения рабочей точки на характеристике компрессора при 0,95, а также расчет (на отдельном листе) параметров газогенератора для этого значения относительной приведенной частоты вращения.

2. Распечатки результатов выполнения расчетов по второму этапу на ЭВМ, включая таблицу этих результатов, график характеристики компрессора с нанесенной на него рабочей линией и графики характеристик ГГ.

г) Расчет линии предедьных режимов и программы управления двигателя.

Распечатки таблицы результатов выполнения данного этапа расчетов на ЭВМ, а также графиков линии предельных режимов и программ управления двигателя по и по высоте, полученных ЭВМ. При этом, если печать выполнена не на цветном принтере, на графиках должны быть нанесены от руки обозначения каждой линии и указаны диапазоны и, кроме того, следует выделить и обозначить диапазоны значений иН, в которых действуют те или иные ограничения (по типу рис. 3.8 и рис. 3.9).

д) Расчет характеристик двигателя.

1. Расчет (на отдельном листе) одной точки на дроссельной характеристике двигателя в виде заполненной (для максимального режима и этой точки) таблицы типа таблицы 3.5.

2. Распечатки таблиц и графиков дроссельных, высотных и климатических характеристик двигателя. При этом на климатической характеристике должны быть нанесены (от руки) и надписаны соответствующие эксплуатационные ограничения.

е) Анализ результатов расчета и выводы.

Здесь должен быть помещен текст, написанный в соответствии с приведенными выше рекомендациями по его содержанию.

Примечание: материалы по каждому этапу должны иметь соответствующий заголовок.

Контрольные вопросы

При защите выполненной работыстудент должен уметь ответить на связанные с ней вопросы примерно следующего содержания.

1. Что называется оптимальной степенью повышения давления в компрессоре ТВаД? Почему обычно на расчетном режиме степень повышения давления в компрессоре ТВаД больше оптимальной?

2. Каким образом определяется степень понижения давления в турбине компрессора (в её каскадах) и в свободной турбине на расчетном режиме?

3. Как определяются площади проходных сечений каскадов компрессора и турбины и потребное число ступеней в них?

4. В каком виде Вы использовали в расчетах характеристики входного устройства, камеры сгорания, компрессора (его каскадов), каскадов турбины компрессора, свободной турбины?

5. Что называется характеристикой компрессора и как она выглядит? Что такое рабочая линия на характеристике компрессора? Что такое запас устойчивости?

6. Что называется газогенератором (турбокомпрессорным модулем) ТВаД? Укажите условия совместной работы элементов газогенератора.

7. Что называется характеристикой газогенератора?

8. Как выглядит уравнение, связывающее и в одновальном газогенераторе, втыкающее из баланса расходов воздуха через компрессор и газа через турбину?

9. Как выглядит уравнение рабочей линии на характеристике компрессора, если во вращающей его турбине ?

10. Какова программа управления свободной турбиной ТВаД, чем она обусловлена?

11. Что называется линией предельных режимов работы двигателя? Какие режимные параметры двигателя могут быть ограничены и почему?

12. Какова программа управления Вашего двигателя на максимальном режиме?

13. Какие Вы знаете эксплуатационные характеристики ТВаД и как они выглядят?

14. Как и почему изменяются мощность ТВаД и удельный расход топлива при изменении высоты полёта?

15. Как и почему изменяются мощность ТВаД и удельный расход топлива при его дросселировании?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Таблица стандартной атмосферы

ПРИМЕЧАНИЕ. Для определения давления в Па необходимо давление, определенное с помощью представленной ниже таблицы в мм.рт.ст., умножить на 133,2.

Литература:

1. Нечаев Ю.Н., Федоров Р.М., Котовский В.Н., Полев А.С. Теория авиационных двигателей, часть 2. /Под редакцией Ю.Н. Нечаева. – М.: Изд. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2012.

2. Федоров Р.М. Приближенный расчет характеристик нерегулируемых осевых компрессоров. – М.: Журнал «Авиационная промышленность» № 3 – 4, 1995.

3. Федоров Р.М., Полев А.С., Дрыгин А.С. Расчет параметров и характеристик ТРДД и ТРДДсм. – М.: Изд. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2002.

4. Лещенко И.А., Федоров Р.М. Расчет параметров и характеристик вертолетных ГТД. М.: Изд. ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, 2010.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Основные обозначения и сокращения

Выбор исходных данных

Порядок расчета эксплуатационных характеристик ГТД

Дата добавления: 2014-12-27